KR101546046B1 - 전동카트의 배터리 방전 방지장치 및 방법 - Google Patents

전동카트의 배터리 방전 방지장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전동카트의 운행 대기상태에서 암전류에 의한 배터리 방전을 방지하는 전동카트의 배터리 방전 방지장치가 개시된다.
본 발명은 소정 용량의 직류전원이 충전되는 배터리; 전원라인의 양단에 연결되어 배터리의 전원으로 구동되는 모터; 모터에 공급되는 배터리 전원을 단속하는 이그니션 스위치; 배터리의 전원을 설정된 레벨로 강하시켜 부하 및 제어부에 전원으로 공급하는 전압변환기; 배터리의 + 전원라인에 연결되어 부하 및 모터에 공급되는 전원을 단속하는 대용량으로 구성되는 제1스위치를 포함하고, 제1스위치의 양단간에 설치되어 전원라인을 바이패스시키는 제2스위치; 이그니션 스위치의 오프되어 대기모드에 진입되면 제1스위치를 오프시키고, 제2스위치를 온시켜 제1스위치에 의한 암전류를 차단시켜 배터리 방전을 방지시키는 제어부를 포함한다.

Description

전동카트의 배터리 방전 방지장치 및 방법{SYSTEM FOR PREVENTING BATTERY DISCHARGE OF ELECTRIC POWER CART AND METHOD THEREOF}
본 발명은 전동카트의 배터리 방전 방지장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전동카트의 운행 대기상태에서 암전류에 의한 배터리 방전을 방지할 수 있도록 하는 전동카트의 배터리 방전 방지장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 골프장에서 친환경을 위해 운행되는 전동카드의 경우 이그니션을 오프하면 운행에 직접적으로 관련되는 모터와 등화장치 등의 전장품에 공급되는 전원이 차단된다.
그러나, 다시 이그니션을 온 하였을 때 즉각적인 운행 상태로 진입할 수 있도록 하기 위해 제어기 및 전장품을 포함하는 부하에는 배터리의 전원을 도통시켜 대기전류를 공급하고 있다.
이와 같이 전동카드가 운행을 마친 후 이그니션을 오프하였더라도 부하와 선로의 저항에 의해 전력소비가 발생되는데, 이와 같이 운행되지 않는 상태에서 소모되는 전류를 암전류(Dark Current)라 한다.
이그니션을 오프한 대기상태에서 암전류에 의한 배터리 과방전을 방전하기 위해 암전류가 기준전류량 이하로 발생될 수 있도록 하는 설계가 요구되고 있다.
종래의 전동카트에서는 이그니션을 오프하고 대기상태에 진입하는 경우 대용량 릴레이를 통해 부하단에 전원을 도통시키는 구조로 설계되어 있어 대용량 릴레이에 의한 암전류가 과다하게 발생되어 운행 대기상태에서 배터리의 과방전이 발생되는 문제점이 발생된다.
공개특허공보 제10-2012-0128367호(2012.11.27.) 공개특허공보 제10-2012-0114826호(2012.10.17)
본 발명은 이러한 문제점을 해결하고자 개발된 것으로, 그 목적은 전동카트가 운행을 마치고 대기상태에 진입되는 경우 부하단과 선로에서 발생되는 암전류를 최소화시켜 배터리 방전을 방지하고자 한다.
본 발명의 실시예에 따르는 특징은 소정 용량의 직류전원이 충전되는 배터리; 전원라인의 양단에 연결되어 배터리의 전원으로 구동되는 모터; 상기 모터에 공급되는 배터리 전원을 단속하는 이그니션 스위치; 배터리의 전원을 설정된 레벨로 강하시켜 부하 및 제어부에 전원으로 공급하는 전압변환기; 상기 배터리의 + 전원라인에 연결되어 부하 및 모터에 공급되는 전원을 단속하는 대용량으로 구성되는 제1스위치를 포함하고, 상기 제1스위치의 양단간에 설치되어 제1스위치의 전원라인을 바이패스시키는 제2스위치; 상기 이그니션 스위치가 오프되어 대기모드에 진입되면 제1스위치를 오프시키고, 제2스위치를 온시켜 제1스위치에 의한 암전류를 차단시켜 배터리 방전을 방지시키는 제어부를 포함하는 전동카트의 배터리 방전 방지장치가 제공된다.
상기 제2스위치는 제어부의 제어에 의해 노말 클로즈로 제어될 수 있다.
상기 대기모드에 제2스위치의 암전류가 제1스위치의 암전류 보다 낮은 전류량을 갖도록 구성될 수 있다.
상기 제1,2스위치는 릴레이나 반도체 스위치 소자중 어느 하나로 구성되고, 제1스위치에 구성되는 코일의 용량은 450mA이고, 스위치의 용량은 150A이며, 제2스위치에 구성되는 코일의 용량은 대략 100mA이고, 스위치의 용량은 1A로 구성될 수 있다.
상기 제어부는 이그니션 스위치가 온으로 판정되면 제1스위치를 온으로 제어하고, 제2스위치를 오프로 제어하여 제1스위치를 통해 배터리 전원을 모터에 공급할 수 있다.
상기 제어부는 이그니션 스위치가 오프되고, 충전기가 접속되면 제1스위치를 온으로 제어하고, 제2스위치를 오프로 제어하여 충전기에서 출력되는 전원을 제1스위치를 통해 배터리에 충전 전원으로 공급할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르는 특징은 운행중 이그니션 스위치의 오프가 검출되는지 판정하는 과정; 이그니션 스위치의 오프가 검출되면 충전기의 접속이 검출되는지 판정하는 과정; 상기 이그니션 스위치가 오프로 검출되고, 충전기의 접속이 검출되지 않으면 대기모드로 진입하여 제1스위치를 오프로 제어하고, 제2스위치를 온으로 제어하여 모터와 배터리간의 대기전력 전원라인을 제2스위치로 연결하여 전원라인을 바이패스시키는 과정을 포함하는 전동카트의 배터리 방전 방지방법이 제공된다.
상기 제1스위치는 제2스위치 보다 대기모드에서 암전류 소비량이 낮은 값을 갖도록 구성될 수 있다.
상기 이그니션 스위치가 오프로 검출되고, 충전기의 접속이 검출되면 충전모드로 진입하여 제1스위치를 온으로 제어하고, 제2스위치를 오프로 제어하여 충전기와 배터리의 충전라인을 제1스위치로 연결할 수 있다.
상기 이그니션 스위치가 온으로 검출되면 제1스위치를 온으로 제어하고, 제2스위치를 오프로 제어하여 모터와 배터리간 전원라인을 제1스위치로 연결할 수 있다.
이와 같이 본 발명의 실시예에 따르면 전동카트의 운행 대기상태에서 부하단과 선로에서 발생되는 암전류를 최소화시켜 배터리 방전을 방지함으로써, 전동카트의 재운행에 안정성 및 신뢰성을 제공할 수 있는 효과가 있다.
본 발명은 전동카트의 배터리 방전을 방지함으로써, 배터리의 수명을 연장시켜 유지 보수에 따른 비용 절감을 제공할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전동카트의 배터리 방전 방지장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전동카트의 배터리 방전 방지 절차를 도시한 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세하게 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 부여한다.
또한, 도면에서 나타난 각 구성은 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도면에 도시된 바에 한정되지 않는다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전동카트의 배터리 방전 방지장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예는 배터리(110), 이그니션 스위치(120), 모터(130), 전압변환기(140), 제1스위치(150), 제2스위치(160) 및 제어부(170)를 포함한다.
배터리(110)는 2차 전지로 다수개의 단위 셀로 구성되어, 대략 72V의 직류 전원이 충전되고, 운행 요구에 따라 충전된 전원을 모터(130)에 공급하여 모터(130)의 구동으로 전동카트의 운행을 제공한다.
상기 배터리(110)는 충방전이 제공되는 2차 전지로 구성되며, 상용전원(AC)에 플러그 인 방식으로 연결되는 충전기(200)가 접속되는 경우 충전기(200)에서 제공되는 전원으로 충전된다.
이그니션 스위치(120)는 운전자의 선택에 따라 온/오프되어 배터리(110)로부터 전원라인(L1,L2)을 통해 모터(120)에 공급되는 전원을 단속하여 전동카트의 운행 혹은 대기상태를 제공한다.
모터(130)는 상기 배터리(110)의 전원이 공급되는 전원라인(L1,L2) 양단에 연결되어 이그니션 스위치(120)의 온 혹은 오프에 따라 구동 혹은 정지된다.
전압변환기(130)는 상기 배터리(110)에서 출력되는 72V 전원을 12V 내지 14V 전원으로 강하시켜 제어부(170) 및 전장품에 구동 전원으로 공급한다.
상기 전압변환기(130)는 저전압 DC/DC컨버터로 구성될 수 있다.
제1스위치(150)는 상기 배터리(110)의 + 전원이 공급되는 전원라인(L1)에 연결되어 부하 및 모터(130)에 공급되는 배터리(110)의 전원을 단속한다.
상기 제1스위치(150)는 내부 코일의 용량이 대략 450mA이고, 내부 스위치의 용량이 150A인 대용량 릴레이로 구성될 수 있다.
상기 제2스위치(160)는 상기 제1스위치(150)의 양단간에 설치되어 전원라인의 경로를 바이패스(By pass)시킨다.
상기 제2스위치(160)는 노말 클로즈(Normal Close)의 구동 방식을 갖는다.
상기 제2스위치(160)는 내부 코일의 용량이 대략 100mA이고, 내부 스위치의 용량이 1A인 소용량 릴레이로 구성되어, 제1스위치(150)의 용량 보다 현저하게 작은 용량을 갖는다.
상기 제1,2스위치(150)(160)는 릴레이나 반도체 스위치 소자 중 어느 하나로 구성될 수 있다.
제어부(170)는 운전정보가 이그니션 스위치(120)의 온으로 판정되는 경우 제1스위치(150)를 온으로 제어하고, 제2스위치(160)를 오프로 제어하여 제1스위치(150)를 통해 정상적인 전원이 부하 및 모터(130)에 공급되어 안정적인 운행이 제공될 수 있도록 한다.
상기 제어부(170)는 운전정보가 이그니션 스위치(120)의 오프로 판정되고, 충전기(200)의 접속이 판정되는 경우 충전모드의 진입으로 판정하여 제1스위치(150)를 온으로 제어하고, 제2스위치(160)를 오프로 제어하여 충전기(200)의 충전전원이 제1스위치(150)를 통해 배터리(110)에 공급되어 안정적인 충전이 제공될 수 있도록 한다.
상기 제어부(170)는 운전정보가 이그니션 스위치(120)의 오프로 판정되고, 충전기(200)의 접속이 판정되지 않는 경우 운행 대기모드로 진입으로 판정하여 제1스위치(150)를 오프시키고, 제2스위치(160)를 온시켜 배터리(110)의 전원이 제2스위치(160)를 통해 바이패스되어 부하 및 모터(130)에 공급되도록 한다.
따라서, 이그니션이 오프된 운행 대기모드에서 소용량 릴레이인 제2스위치(160)를 통해 즉각적인 시동성을 확보할 수 있는 최소의 전원만을 공급하여 암전류를 최소화하고, 대용량 릴레이인 제1스위치(150)에서의 암전류가 발생되지 않도록 함으로써 배터리(110)의 방전을 방지할 수 있다.
상기 제어부(170)는 배터리 관리기(Battery Management System : BMS)에 구성되는 컨트롤러가 적용될 수 있다.
전술한 바와 같은 기능을 포함하는 본 발명의 동작은 다음과 같다.
본 발명이 적용되는 전동카트가 운행중인 상태에서(S101) 제어부(170)는 차량의 제반적인 운전정보를 검출하여(S102) 이그니션 스위치(120)가 오프로 검출되는지 판단한다(S103).
상기 제어부(170)는 상기 S101에서 이그니션 스위치(120)가 온으로 검출되면 제1스위치(150)를 온으로 제어하고(S104), 제2스위치(160)를 오프로 제어하여(S105) 제1스위치(150)를 통해 정상적인 전원이 부하 및 모터(130)에 공급함으로써, 모터(120)의 구동으로 안정적인 운행을 제공한다(S106).
상기 제어부(170)는 S103에서 이그니션 스위치(120)가 오프로 검출되면 충전기(200)가 접속되는지 판정한다(S107).
상기 제어부(170)는 충전기(200)의 접속이 판정되면 충전모드로 진입하여(S108) 제1스위치(150)를 온으로 제어하고(S109), 제2스위치(160)를 오프로 제어함으로써(S110), 충전기(200)의 충전전원이 제1스위치(150)를 통해 배터리(110)에 공급되어 안정적인 충전이 제공될 수 있도록 한다(S111).
상기 제어부(170)는 상기 S103에서 이그니션 스위치(120)가 오프로 판정되고, 상기 S107에서 충전기(200)의 접속이 판정되지 않으면 운행 대기모드로 진입하여(S112) 제1스위치(150)를 오프로 제어하고(S113), 제2스위치(160)를 온으로 제어하여 배터리(110)의 전원이 제2스위치(160)를 통해 바이패스되어 부하 및 모터(130)에 공급되도록 한다(S114).
따라서, 이그니션 스위치(120)가 오프되어 대기모드로 진입하는 경우 소용량 릴레이인 제2스위치(160)를 통해 즉각적인 시동성을 확보할 수 있는 최소의 전원만을 공급하여 암전류를 최소화하고, 대용량 릴레이인 제1스위치(150)에서는 암전류가 발생되지 않도록 함으로써 배터리(110)의 방전을 방지할 수 있다(S115).
상기에서는 골프장에서 운행되는 전동카트를 예로 설명하였으나, 하나 이상의 배터리가 구비되고, 배터리에 충전된 전압으로 구동모터를 동작시켜 주행을 제공하는 전기자동차, 하이브리드 전기자동차, 플러그인 하이브리드 전기자동차도 본 발명의 범위에 포함된다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
110 : 배터리 120 : 이그니션 스위치
130 : 모터 140 : 전압변환기
150 : 제1스위치 160 : 제2스위치
170 : 제어부

Claims (11)

  1. 소정 용량의 직류전원이 충전되는 배터리;
    전원라인의 양단에 연결되어 배터리 전원으로 구동되는 모터;
    상기 모터에 공급되는 배터리 전원을 단속하는 이그니션 스위치;
    배터리 전원을 설정된 레벨로 강하시켜 부하 및 제어부에 전원으로 공급하는 전압변환기;
    상기 배터리의 + 전원라인에 연결되어 부하 및 모터에 공급되는 전원을 단속하는 제1스위치;
    를 포함하고,
    상기 제1스위치의 양단간에 설치되어 전원라인을 바이패스시키는 제2스위치;
    상기 이그니션 스위치의 오프되어 대기모드에 진입되면 제1스위치를 오프시키고, 제2스위치를 온시켜 제1스위치에 의한 암전류를 차단시켜 배터리 방전을 방지시키는 제어부;
    를 포함하고,
    상기 제2스위치는 상기 제어부의 제어에 의해 노말 클로즈로 제어되는 전동카트의 배터리 방전 방지장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제2스위치는 제1스위치 보다 작은 암전류가 발생되는 전동카트의 배터리 방전 방지장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1,2스위치는 릴레이나 반도체 스위치 소자중 어느 하나로 구성되고, 제1스위치의 코일 용량은 450mA이고, 스위치의 용량은 150A이며,
    제1스위치의 코일 용량은 100mA이고, 스위치의 용량은 1A로 구성되는 전동카트의 배터리 방전 방지장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 이그니션 스위치가 온으로 판정되면 제1스위치를 온으로 제어하고, 제2스위치를 오프로 제어하여 제1스위치를 통해 배터리 전원을 모터에 공급하는 전동카트의 배터리 방전 방지장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 이그니션 스위치가 오프되고, 충전기가 접속되면 제1스위치를 온으로 제어하고, 제2스위치를 오프로 제어하여 충전기에서 출력되는 전원을 제1스위치를 통해 배터리에 충전 전원으로 공급하는 전동카트의 배터리 방전 방지장치.
  7. 운행중 이그니션 스위치의 오프가 검출되는지 판정하는 과정;
    이그니션 스위치의 오프가 검출되면 충전기의 접속이 검출되는지 판정하는 과정;
    상기 이그니션 스위치가 오프로 검출되고, 충전기의 접속이 검출되지 않으면 대기모드로 진입하여 제1스위치를 오프로 제어하고, 제2스위치를 온으로 제어하여 모터와 배터리간의 대기전력 전원라인을 제2스위치로 연결하여 전원라인을 바이패스시키는 과정;
    을 포함하고,
    상기 충전기는 배터리의 직류전원을 공급하고, 상기 이그니션 스위치는 모터에 공급되는 배터리 전원을 단속하며, 상기 제1스위치는 상기 모터에 공급되는 전원을 단속하고, 상기 제2스위치는 상기 제1스위치의 양단간에 설치되어 상기 제1스위치의 전원라인을 바이패스시키는 전동카트의 배터리 방전 방지방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 대기모드에서 제1스위치는 제2스위치 보다 작은 암전류를 발생시키는 전동카트의 배터리 방전 방지방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 이그니션 스위치가 오프로 검출되고, 충전기의 접속이 검출되면 충전모드로 진입하여 제1스위치를 온으로 제어하고, 제2스위치를 오프로 제어하여 충전기와 배터리의 충전라인을 제1스위치로 연결하는 전동카트의 배터리 방전 방지방법.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 이그니션 스위치가 온으로 검출되면 제1스위치를 온으로 제어하고, 제2스위치를 오프로 제어하여 모터와 배터리간 전원라인을 제1스위치로 연결하는 전동카트의 배터리 방전 방지방법.
  11. 삭제
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